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| 首頁 關于遠東 產品目錄 銷售網絡 生產設備 技術支持 公司資質 聯(lián)系我們 渣油泵機械密封失效分析及技術改進
乙烯裝置渣油泵是裂解燃料油氣提塔的塔底外送泵，它將經柴油組分混合的渣油液輸送到成品罐區(qū)。該泵在實際運行中，頻繁發(fā)生泄漏，機械密封在安裝運行一周左右開始微漏， 1 ～ 2 個月內泄漏量增大，無法繼續(xù)使用。嚴重影響了裝置的環(huán)保達標和長期穩(wěn)定運行。 1 基本情況： 該渣油泵為單吸懸臂臥式離心泵，主要技術參數如下表： 介質 介質溫度 介質粘度 流量 揚程 吸入 / 排出壓力 軸功率 電機轉數 渣油 170 ℃ 7.15mm2/s 8.9m3 /h 76m 0.091MPa/0.785MPa 15KW 2950r/m 其損壞情況如下： （ 1 ）動環(huán)和動環(huán)座、軸套間的間隙被阻塞 （ 2 ）動環(huán)和靜環(huán)有環(huán)狀磨損痕跡 （ 3 ）密封腔內有粘稠狀聚合物、焦狀顆粒等雜質 （ 4 ）彈簧銹蝕嚴重，被雜質和聚合物卡澀，彈性不足 2 失效分析： 一般造成密封失效的主要原因有端面液膜失效、材料與介質不相容，以及制造和安裝問題等。端面比壓是機械密封的重要性能參數，端面比壓要在設計的范圍之內（內裝式機械密封一般為 0.4 MPa ～ 0.7 MPa ） , 以保證機械密封端面良好配合，使密封面間形成有效液膜。 端面比壓的計算公式為： Pb ＝ Pt ＋ Pp － Pm Pb ＝ Pt ＋（ K-λ ） P 其中 : d2 ＝ 72mm d1 ＝ 37mm d2 ＝ 34mm 彈簧比壓 Pt ＝ Ft （彈簧力）／［ π ／ 4 （ d22 － d02 ）］＝ 0.45MPa( 廠家設計值 ) 載荷系數 K ＝（ d22 － d02 ）／（ d22 － d12 ）＝ 1.056 膜壓系數 λ=0.742 密封腔內介質壓力 P ＝ ( 入口壓力 + 出口壓力 )/2=0.438MPa 可以計算出原 8B1-P 型機械密封端面比壓 Pb 為 0.586 MPa, 是符合設計規(guī)范的 , 在正常工作條件下是能夠滿足生產要求的。這和實際情況相吻合 , 在使用初期機械密封并不泄漏 , 那導致其失效的原因又是什么呢 ? 這就必須從機械密封的工作環(huán)境入手 , 進行綜合分析。 E-GA103 泵沖洗液來自該泵出口，經過濾器后注入 E-GA103 泵。在實際生產過程中，由于渣油粘度比較大，流動性差，并且渣油介質中含有粒狀和粉沫狀結焦物，在摩擦副周圍不可避免地存在著結焦物，這對摩擦副的危害相當大。通過對沖洗系統(tǒng)徹底檢查，發(fā)現沖洗液管嚴重結焦阻塞。由于該泵處于氣提塔底部，管道和設備的銹蝕物以及雜質和重組份聚合物都沉積在塔底 , 進入泵體內的渣油含有大量的雜質和聚合物，同時由于沖洗量不足，使這些雜質和聚合物不可避免地沉積于密封腔內，造成使動環(huán)和動環(huán)座、軸套間的間隙被阻塞，導致動環(huán)在軸向的動作不靈活甚至被卡死，彈簧被卡澀，不能提供原設計 0.586MPa 的端面比壓，導致密封面不能良好地貼和 , 液膜平衡被破壞 , 這時密封就會出現微漏，隨著聚合物和雜質顆粒進入摩擦副端面，密封面逐漸被磨損，再加上動環(huán)軸向補償不靈，造成密封泄漏量增加，最終導致密封徹底失效。 3 改進措施 根據密封的失效原因，我們有針對性地從以下幾個方面進行了技術改造： 3.1 改變密封結構形式 根據渣油泵的具體工況條件，我們選用了艾志 318 型卡式單端面機械密封（集裝式），其主要特點如下 : l 通過自動鎖緊環(huán)實現精確定心。 可調節(jié)式壓蓋可直接配合常用螺栓使用 , 集裝式結構安裝方便。 l l 彈簧位于輔助密封圈外側，與介質完全隔開，避免了彈簧的卡澀。 l 動環(huán)采用的是整體浮動式非鑲嵌，靜環(huán)是通過計算機分析，設計的 Z 形，其優(yōu)點是散熱好，熱量不宜積聚。 3.2 用柴油組分作沖洗液 由于渣油組分過重并含有較多的雜質和聚合物，使沖洗管線堵死而造成機械密封損壞，所以必須選用合適的沖洗液。按照乙烯工藝流程， E-DA103 塔內的混合柴油組分將與渣油混合，生成最終產品，我們認為用混合柴油作為沖洗液比較合適，原因如下： (1) 混合柴油組分清潔，并與渣油相容性好。 (2) 混合柴油組分的壓力和溫度都適合渣油泵工況�；旌喜裼徒M分為 300 ℃ 以上的餾分，而渣油的工作溫度為 170 ℃ ，混合柴油作沖洗液不會汽化，有效地避免了泵的汽蝕。 E-DA103 的塔底循環(huán)泵 E-GA105 泵出口壓力為 0.54MPa, 出口溫度 80 ℃ 。 E-GA103 泵其密封腔中的壓力可由以下公式估算 : P ＝ ( 入口壓力 + 出口壓力 )/2=0.438MPa 沖洗液壓力比密封腔中的壓力大 0.1 MPa 左右 , 是非常合適的 , 直接從 E-GA105 泵出口引入密封腔即可。 3 用混合柴油組分作沖洗液是最經濟的，幾乎沒用增加任何投入，因為這部分柴油組分最終還是要與渣油混合。 E-GA103 兩臺泵自 2001 年 1 月開始使用卡式機械密封，從現場情況來看密封效果非常好，運行至今仍沒有任何泄漏跡象，使用壽命達到了 2 年以上。原 8B1-P 機封每套價格為 960 元，卡式機械密封每套 2500 元 , 兩年內僅機封備件費就節(jié)約 1 萬余元，通過去除密封沖洗 , 提高了泵的有效流量 , 經濟效益是顯而易見的。 4 結束語 通過對渣油泵機械密封結構的改造，并合理選用沖洗液，提高了機械密封的使用性能，解決了機械密封頻繁泄漏的問題，降低了設備維護和維修費用，保證了裝置的連續(xù)穩(wěn)定生產 |
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